C++——栈和队列容器

news2024/12/29 8:58:38

前言：这篇文章我们将栈和队列两个容器放在一起进行分享，因为这两个要分享的知识较少，而且两者在结构上有很多相似之处，比如栈只能在栈顶操作，队列只能在队头和队尾操作。

不同于前边所分享的三种容器，这篇文章要介绍的两个容器，不再是单纯的空间创建存储，而是以vector、list等容器为底层来实现的容器。

一.栈

1.栈的框架

2.功能实现

二.队列

1.队列框架

2.功能实现

三.扩展

总结

一.栈

栈的关键在于只能从栈顶进行入栈和出栈，那么我们就可以将vector或者list的头作为栈底，在尾进行操作。

1.栈的框架

在数据结构的学习中我们已经知道，栈有顺序栈和链式栈两种，所以容器栈就可以按照需求，通过模板来选择是创建顺序栈还是链式栈：

#include<vector>
#include<list>

namespace Mystack
{
	//stack<int vector<int>> 顺序栈
	//stack<int list<int>> 链式栈
	template<class T, class Container = vector<T>>
	class stack
	{
	public:

	private:
		Container _con;
	};
}

想要这样创建栈，就必须包含vector和list两个容器的头文件。

通过使用两个模板参数，一个代表数据类型，一个代表栈的类型。Container即英文"容器"。

因为通常情况下所使用的栈都是顺序栈，所以我们为了方便栈的创建，可以将模板也写成缺省模板。缺省模板和缺省函数类似。

2.功能实现

我们直接来看：

		//入栈
		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
		}
		//出栈
		void pop()
		{
			_con.pop_back();
		}
		//数据个数
		size_t size()
		{
			return _con.size();
		}
		//判空
		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}
		//栈顶元素
		const T& top()
		{
			return _con.back();
		}

因为栈的底层是另外两种容器之一，所以我们可以直接去调用它们的成员函数来实现我们的成员函数，入栈就是尾插，出栈即是尾删、依次类推。

测试如下：

二.队列

队列不同于栈，队列是在队尾插入元素，在队头删除元素。但是我们知道，vector并不支持头部的插入删除操作，因为这样的效率很低，所以我们只推荐使用list来作为队列的底层。

1.队列框架

	template<class T, class Container = list<T>>
    class queue
	{
	public:

	private:
		Container _con;
	};

2.功能实现

		//入队
		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
		}
		//出队
		void pop()
		{
			_con.pop_front();
		}
		//队尾元素
		T& back()
		{
			return _con.back();
		}
		const T& back()const
		{
			return _con.back();
		}
		//队头元素
		T& front()
		{
			return _con.front();
		}
		const T& front()const
		{
			return _con.front();
		}
		//数据个数
		size_t size()const
		{
			return _con.size();
		}
		//判空
		bool empty()const
		{
			return _con.empty();
		}

仍然是调用list的成员函数来实现queue的成员函数，测试如下：